Le collezioni di strumenti del Museo Galileo di Firenze sono tra le più importanti del mondo. Queste raccolte conservano una testimonianza eloquente della promozione della ricerca scientifica esercitata, prima, dagli esponenti della dinastia medicea, poi, dai Granduchi lorenesi. A partire da Cosimo I, i Granduchi medicei vennero raccogliendo strumenti di straordinaria bellezza e di concezione innovativa. La collezione scientifica medicea fu inizialmente conservata nella Sala delle Carte di Palazzo Vecchio. Successivamente, fu sistemata nello Stanzino delle matematiche e nella attigua Sala delle matematiche della Galleria degli Uffizi. Continuamente accresciute, le collezioni scientifiche restarono in Galleria, accanto ai capolavori delle arti figurative e alle più singolari meraviglie naturali, fino alla metà del Settecento, quando le raccolte scientifiche furono separate dalle collezioni artistiche.

Trasferite nel Museo di Fisica e Storia Naturale, fondato dal Granduca Pietro Leopoldo nel 1775, le collezioni scientifiche medicee vennero arricchite da cospicue acquisizioni di nuovi strumenti ed apparati sperimentali. Il Museo di fisica divenne, sotto il suo primo direttore, Felice Fontana, un'importante struttura di ricerca e di diffusione della cultura scientifica.

Nel 1841, in occasione del Terzo Congresso degli Scienziati Italiani, fu costruita, presso il Museo di Fisica e Storia Naturale, la Tribuna di Galileo, nella quale furono sistemati gli strumenti più importanti della collezione medicea, accanto a quelli inventati e utilizzati da Galileo e dall'Accademia del Cimento.

Nel 1860, in conseguenza dell'Unità d'Italia, il Museo di Fisica e Storia Naturale fu soppresso. Gran parte delle collezioni furono assegnate alle Facoltà dell'Istituto di Studi Superiori. Rimasero nella sede originaria solo gli strumenti antichi e le raccolte di zoologia e di anatomia.

Nel 1925 fu fondata l'Università di Firenze alla quale passò la proprietà delle antiche collezioni scientifiche. Per garantirne la conservazione e valorizzazione, fu fondato nel 1927 l'Istituto e Museo di Storia della Scienza, che prese in consegna le raccolte di strumenti scientifici mediceo-lorenesi. Il museo si trasferì nel 1930 nella sede di Palazzo Castellani che ancora oggi lo ospita.

Grazie all'impegno dei primi direttori, Andrea Corsini e Maria Luisa Righini Bonelli, il Museo di Storia della Scienza di Firenze è venuto progressivamente trasformandosi in un centro di conservazione, di divulgazione e di ricerca di riconosciuta importanza internazionale.

Nel corso degli anni gli allestimenti museali sono stati interamente riconcepiti; la biblioteca è divenuta il centro italiano di riferimento per gli studi di storia delle scienze e delle tecniche e di museologia scientifica. L'Istituto ha inoltre organizzato convegni e seminari internazionali, corsi di formazione ed esposizioni destinate a prestigiose itinerazioni. Ha inoltre pubblicato un gran numero di volumi di ricerca e di divulgazione. Forte sviluppo hanno assunto nel contempo sia l'attività didattica, sia la realizzazione di innovativi prodotti multimediali.

Nel 2010 l'Istituto e Museo di Storia della Scienza ha assunto la nuova denominazione Museo Galileo. Le sue raccolte di strumentaria scientifica consistono di oltre 5000 pezzi, circa 1000 dei quali in esposizione permanente nelle 18 sale attualmente aperte al pubblico. L'allestimento si sviluppa su due piani di Palazzo Castellani. Il percorso espositivo è articolato secondo criteri cronologici e tematici.

Il primo piano è dedicato agli strumenti delle collezioni medicee, dal XV al XVIII secolo, esposti in nove sale, nelle quali si osservano, tra l'altro, raffinati strumenti matematici, gli strumenti originali di Galileo (tra i quali gli unici due cannocchiali pervenutici tra quelli costruiti personalmente dallo scienziato pisano), gli strumenti dell'Accademia del Cimento e la straordinaria collezione di globi terrestri e celesti, dominata dalla monumentale sfera armillare di Antonio Santucci.

Nelle nove sale del piano superiore si dispiegano le testimonianze scientifiche dell'età lorenese dal XVIII al XIX secolo. Esse illustrano il cospicuo contributo toscano e italiano allo sviluppo dell'elettricità, dell'elettromagnetismo e della chimica, la straordinaria serie delle cere ostetriche, il banco di chimica del Granduca Pietro Leopoldo e, infine, le bellissime e didatticamente efficaci macchine per la dimostrazione dei principi fisici fondamentali, costruite dall'officina del Museo di Fisica e Storia Naturale.

Nell'Italia, paese dei musei per antonomasia, e nella Firenze internazionalmente conosciuta come irripetibile "città d'arte", la presenza del Museo Galileo e la sua intensa attività di diffusione della cultura storico-scientifica ricordano ai milioni di turisti che la visitano, che Firenze e l'Italia non sono state centri di eccellenza solo per la produzione artistica e per le realizzazioni architettoniche, ma anche il teatro delle attività di ricerca di personalità e istituzioni che hanno contribuito in maniera decisiva alla formazione e allo sviluppo dei saperi tecnico-scientifici. Visitando il Museo e le sue iniziative espositive ci si rende conto non solo di questo aspetto spesso ignorato delle tradizioni culturali di Firenze, ma anche della profonda e costante integrazione che si è qui registrata tra ricerca scientifica e produzione artistica.

L'impegno del Museo Galileo di Firenze, nelle iniziative per valorizzare le testimonianze materiali della ricerca scientifica del passato e per diffondere incisivamente la cultura scientifica, rappresenta dunque un valore importante, soprattutto oggi davanti alla naturale tendenza del turismo "globale" a selezionare percorsi di visita rigorosamente circoscritti alle testimonianze delle tradizioni artistiche e architettoniche.